新冠病毒检测实验室展示大学如何安全复课

东北部100多所大学与麻省理工学院和哈佛大学的博德研究所合作,对其学生和教职员工进行检测

麻省理工学院和哈佛大学博德研究所。

在一项大规模、非故意的公共卫生实验中,数百万美国大学生涌入校园,开始他们的秋季学期,同时迎来了一个不受欢迎的新成员:新型冠状病毒。严重的新冠疫情爆发已经迫使一些校园关闭并将教学转移到线上。另一些校园则通过对学生和教职员工进行不懈的检测,并隔离任何检测结果呈阳性的人员,来抵御病例的激增。

为了安全复课,高等教育机构需要有能力进行大量的冠状病毒检测,并迅速得到结果。麻省理工学院和哈佛大学的博德研究所提供了一个可以帮助满足这一需求的计划。美国东北部100多所学院和大学已经与这家非营利生物医学研究机构签约,该机构在高通量基因组测序方面的专业知识使其能够在今年早些时候转向提供新冠病毒检测。博德研究所能够在24小时内提供结果,每次检测费用为25美元(商业实验室检测的价格各不相同,但平均约为130美元)。截至9月中旬,该研究所已进行了200多万次检测——其中至少100万次是为大学进行的——阳性率约为2%。

几所与博德研究所签约的学院和大学的代表告诉《大众科学》,他们迄今为止对其检测效率感到满意,这种效率加上接触者追踪和隔离检测呈阳性的人,有助于将病例发生率保持在较低水平。尽管现在还处于早期阶段,但这种快速检测可能是全国各地大学和其他机构重新开放的典范。


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3月份,博德研究所迅速改造了其最先进的设施,以处理来自马萨诸塞州地区疗养院和其他机构的新冠病毒检测。它还开发了自己的检测方法,该方法已获得美国食品和药物管理局的紧急使用授权。5月份,几所当地的学院和大学联系了该研究所,询问其提供大规模检测的可能性。博德与他们合作,研究如何实施这样的计划。“这不仅仅是‘我们将进行一项检测’,”该研究所基因组学平台高级主管斯泰西·加布里埃尔说,她正在监督新冠病毒检测计划。“你还必须弄清楚如何基本上让这些大学上线,并教他们如何订购检测,如何进行鼻拭子,如何标记试管。我们设置了快递员[在学院和博德之间运送检测试剂盒]。必须创建一个完整的生态系统。”

与博德合作的大学在学生到达校园时对他们进行检测。并且他们中的大多数人将在整个学期内每周进行两次检测。教职员工也将每周进行一次或两次检测,具体取决于他们与学生的接触频率。

塔夫茨大学横跨马萨诸塞州的梅德福和萨默维尔市,是目前与博德签约的108所机构之一。塔夫茨是马萨诸塞州独立学院和大学协会的成员,该协会在5月份与博德联系了有关检测事宜。该大学的校长安东尼·莫纳科本人就是一位遗传学家:他曾经经营威康信托人类遗传学中心,这是一个总部位于牛津大学的组织,类似于博德研究所,他说他相信博德可以处理大学新冠病毒检测的数量。该研究所曾为人类基因组计划分析了大量的遗传物质,因此“我只是认为他们可能是世界上最适合做这件事的地方,”他说。“事实证明确实如此。他们信守了周转时间,而且合作非常愉快。”

塔夫茨大学的课程于9月8日开始,据莫纳科说,该大学要求学生在到达校园后立即在宿舍房间隔离,他们只能离开去接受检测。来自纽约、新泽西和新英格兰地区以外的学生(以及来自罗德岛的学生)在结束隔离之前需要进行三次阴性检测。来自该地区的学生只需要一次检测。该检测要求个人在医疗保健工作者的监督下自己擦拭鼻孔,然后将拭子密封在试管中,然后将其收集并送到博德进行分析。结果平均在24小时内返回。如果学生的检测结果呈阳性,该学生将被转移到隔离病房,并开始进行接触者追踪。截至9月19日,塔夫茨大学在总共47,100次检测中出现了29例阳性病例,阳性率为0.06%。*

莫纳科说,塔夫茨大学只有不到一半的课程是亲自进行的。该大学有几个可以根据不断变化的新冠疫情情况采用的运营状态级别,塔夫茨大学正在监测潜在疫情爆发的早期指标。“我们真正会密切关注三种[情况],”莫纳科说。一种是校园本身的一般感染率出现激增。“我们将非常仔细地观察,并说,‘好吧,我们什么时候说感染率正在上升,我们对此感到不舒服,并且我们想改变运营以尝试降低它?’”他说。另一种情况是,例如,校园宿舍或校外住房爆发感染。如果接触者追踪发现传播率高于一定水平,则该结果将触发另一个运营级别,莫纳科说。第三种情况是校园外更广泛的社区爆发疫情。“整个地区可能会决定减少活动,或者州可能会决定,”莫纳科说。“即使这不是我们正在经历的事情,我们也会与整个社区一起做出反应以提供帮助。”没有一个确切的病例数量阈值会触发完全关闭,因为该决定必须纳入隔离病房的容量等因素,他补充说。“我们不会从现在的状态直接到让每个人回家,”莫纳科说。

缅因州布伦瑞克的鲍登学院也与博德研究所签订了合同。“如果我们打算重新开放并带回任何学生,我们需要确保我们拥有三样东西,”鲍登学院学生事务副院长兼住宿和学生生活主任迈克·雷嫩说,他担任该学院的新冠病毒资源协调员。“我们需要围绕社交距离、面部遮盖物和卫生方面的社区标准。我们需要一个强大的接触者追踪计划,并能够隔离阳性学生以及需要隔离的密切接触学生。而且[我们要求]一个强大的检测协议,以便我们可以快速隔离学生,理想情况下是在他们能够将[疾病]传播给其他人之前。”

学生早在8月29日就返回鲍登学院恢复上课,雷嫩说,该学院只有大约40%的学生在校园里。在开学的前两周,学生每周接受三次检测。并且他们将在学期进展过程中每周接受两次检测。与学生频繁接触的教职员工每周接受两次检测,其他人每周接受一次检测。该学院的大部分课程都是远程的,学生可以在宿舍房间或校园周围搭建的几个户外帐篷中上课。截至9月18日,鲍登学院在5,982次学生检测中出现了3例阳性病例(其中1例在到达校园之前检测呈阳性),在5,270次员工检测中没有出现阳性病例。

与塔夫茨大学一样,鲍登学院也有一套基于新冠病毒病例数、隔离和检疫设施使用情况以及周边地区传播情况的状态级别系统。“对于何时将校园置于更严格的封锁状态或关闭校园,我们没有确切的数字。这将采取更全面的方法,”雷嫩说。关闭校园的一个考虑因素是送学生回家是否安全。“我们不希望人们……将病毒带到他们的家乡和他们的社区,”他说。

与博德研究所合作的不仅仅是私立学院:马萨诸塞大学阿默斯特分校是一家公立研究机构,也与该非营利组织签约提供检测。“我们只是认为它非常适合,基于周转时间和成本,这显然也是一个大问题。博德研究所对我们来说确实成为了一个非常好的合作伙伴,”马萨诸塞大学阿默斯特分校环境健康与安全及应急管理执行主任杰弗里·赫斯科克说。

该大学已将其篮球馆改造成公共卫生促进中心,赫斯科克共同指导该中心。在那里,学生和教职员工根据他们是否住在或在校园工作,每周来接受一次或两次检测。个人在监督下收集自己的鼻拭子,通常由该大学护理学院及其公共卫生和健康科学学院的学生进行监督,赫斯科克说。截至9月17日,该大学在41,716次检测中出现了17例阳性病例。“我们每天有一个由[流行病学家]组成的团队,他们每天早上10点开会讨论前一天的活动,”赫斯科克说。如果某人的检测结果为阴性,该人将收到一封电子邮件。如果某人的检测结果为阳性,一名护士将联系该人并获取其密切接触者的名单。然后,护士将跟进这些接触者或将其移交给学生接触者追踪员。“我们对与[博德研究所]的合作以及检测结果的周转时间感到非常满意,”赫斯科克说。

并非所有学院和大学都能够提供这种频繁的检测。即使进行了检测,美国各地的许多机构也已经爆发了新冠疫情。与该国其他大部分地区相比,东北部最近几个月的社区传播率较低。但加布里埃尔说,博德的检测计划在其他地方复制起来并不难。“我一点也不觉得这不现实,”她说,并补充说,一些学院和大学(例如波士顿大学和新罕布什尔大学)一直在进行自己的检测。“老实说,这只是决定去做,我认为这已经成功了一半。”

从《大众科学》此处阅读更多关于冠状病毒爆发的信息。并从我们的国际杂志网络此处阅读报道。

*编者注 (2020年9月23日):这句话在发布后已进行编辑,以更正塔夫茨大学新冠病毒检测阳性率的错误。

Tanya Lewis is a senior editor covering health and medicine at 大众科学. She writes and edits stories for the website and print magazine on topics ranging from COVID to organ transplants. She also appears on 大众科学's podcast Science, Quickly and writes 大众科学's weekly Health & Biology newsletter. She has held a number of positions over her eight years at 大众科学, including health editor, assistant news editor and associate editor at 大众科学 Mind. Previously, she has written for outlets that include Insider, Wired, Science News, and others. She has a degree in biomedical engineering from Brown University and one in science communication from the University of California, Santa Cruz. Follow her on Bluesky @tanyalewis.bsky.social

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